Question

W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的位置如图1所示，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数l：1和1：2的化合物．

请回答下列问题．
（1）W元素形成的同素异形体的晶体类型可能是（填序号）

 

．
①原子晶体    ②离子晶体③分子晶体    ④金属晶体
（2）H₂Y₂的电子式为

 

，Na₂Y₂中的化学键种类为：

 

．
（3）在图2中，b的pH约为7，且含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，a为H₂Y₂的水溶液，旋开分液漏斗旋钮，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成．当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，该反应的离子方程式是

 

．
（4）已知：298K时，金属钠与Y₂气体反应，若生成1molNa₂Y固体时，放出热量414kJ；若生成1mol Na₂Y₂固体时，放出热量511kJ．则由Na₂Y固体与Y₂气体反应生成Na₂Y₂固体的热化学方程式为

 

．
（5）X的原子结构示意图为

 

．Z在周期表中的位置

 

．
（6）有人设想利用原电池原理以气体Z₂和氢气制备一种重要的化工原料，同时获取电能．假设这种想法可行，用石墨作电极材料，用稀盐酸作电解质溶液，则通入Z₂的电极为原电池的

 

极，其电极反应式为

 

．

Answer 1

分析：W、X、Y、Z四种短周期元素，由元素在元素周期表中的位置，可知W、Y处于第二周期，X、Z处于第三周期，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数l：1和1：2的化合物，则Y为O元素，可推知W为C元素、X为P、Z为Cl，
（1）碳单质同素异形体有金刚石、石墨、C₆₀等，金刚石为原子晶体、C₆₀为分子晶体，石墨为混合晶体；
（2）H₂O₂分子中O原子之间形成1对共用电子对、H原子与O原子之间形成1对共用电子对；Na₂O₂属于离子化合物，过氧根离子中O原子之间形成非极性键；
（3）在图2中，将H₂O₂的水溶液滴入含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成，说明反应生成氢氧化铁与碘单质．当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，则参加反应的Fe²⁺物质的量为

3mol-2mol

3-2

=1mol，参加反应H₂O₂的物质的量=

3mol

2×[(-1)-(-2)]

=1.5mol，故Fe²⁺、H₂O₂、I^-的化学计量数之比=2：3：4，据此书写；
（4）根据题意书写Na与氧气反应生成氧化钠、过氧化钠的热化学方程式，再根据盖斯定律书写；
（5）P原子核外电子数为15，有3个电子层，最外层电子数为5；Z为Cl元素，处于第三周期ⅦA族；
（6）氯气获得电子生成Cl^-，发生还原反应，应在原电池正极通入．

解答：解：W、X、Y、Z四种短周期元素，由元素在元素周期表中的位置，可知W、Y处于第二周期，X、Z处于第三周期，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数l：1和1：2的化合物，则Y为O元素，可推知W为C元素、X为P、Z为Cl，
（1）碳单质同素异形体有金刚石、石墨、C₆₀等，金刚石为原子晶体、C₆₀为分子晶体，石墨为混合晶体，
故答案为：①③；
（2）H₂O₂分子中O原子之间形成1对共用电子对、H原子与O原子之间形成1对共用电子对，其电子式为；Na₂O₂属于离子化合物，过氧根离子中O原子之间形成非极性键，含有离子键、非极性键，
故答案为：；离子键、非极性；
（3）在图2中，将H₂O₂的水溶液滴入含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成，说明反应生成氢氧化铁与碘单质．当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，则参加反应的Fe²⁺物质的量为

3mol-2mol

3-2

=1mol，参加反应H₂O₂的物质的量=

3mol

2×[(-1)-(-2)]

=1.5mol，故Fe²⁺、H₂O₂、I^-的化学计量数之比=2：3：4，该反应离子方程式为：2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃+2I₂，
故答案为：2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃+2I₂；
（4）根据题意可知：①2Na（s）+

1

2

O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol
②2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol
根据盖斯定律，②-①得Na₂O（s）+

1

2

O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol，
故答案为：Na₂O（s）+

1

2

O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol；
（5）P原子核外电子数为15，有3个电子层，最外层电子数为5，原子结构示意图为；Z为Cl元素，处于第三周期ⅦA族，
故答案为：；第三周期ⅦA族；
（6）氯气获得电子生成Cl^-，发生还原反应，应在原电池正极通入，电极反应式为：Cl₂+2e^-=2Cl^-，
故答案为：正；Cl₂+2e^-=2Cl^-．

点评：本题以元素推断为载体，考查常用化学用语、化学键、氧化还原反应、热化学方程式、原电池等，难度中等，（3）中离子方程式书写，为易错点，需要根据电子转移计算确定化学计量数．